《科學通報》2026年4月上旬刊（“固態電解質專題”）| 文章速遞

封面圖以NASICON型電解質骨架保留的鋰鈉離子交換為例, 借由離子交換過程中的結構延續與離子重構, 展現固態電解質在組成設計與結構優化中的重要科學內涵. 詳見段瑩瑩等人文.

悅讀科學

冰期消失的大氣CO2藏到了哪里?——來自南大洋深海的新線索

黃璜, 于際民

終結“數據孤島”: AlphaEarth重構地球智能數據底座

夏永奇, 冉有華, 李新

新型人工非范德華超晶格實現超高電導率和優異電磁屏蔽性能

趙麒, 楊樹斌

固態電解質專題

編者按

固態電解質: 全固態電池的核心突破與發展展望

黃富強

進展

機器學習輔助的固體電解質離子輸運機制研究進展

徐靖卓, 陳熙卓, 龐越鵬, 鄭時有

本文首先介紹了現有固體電解質的離子輸運性質和機制, 并闡述了機器學習在材料科學中的研究范式, 包括核心算法、數據庫及描述符; 隨后從實驗數據驅動和理論計算驅動兩個方面, 系統總結了機器學習如何加速高性能固體電解質的篩選與設計, 并展望了未來的發展方向.

電解液設計: 超越Debye-Hückel理論的新進展

李清源, 張昊, 徐吉健

本文突破傳統電化學理論局限, 提出“液態馬德隆勢”新框架, 揭示電解液中電極電勢的重構機制. 闡述離子對網絡構建、溶劑分子設計與鋰鹽分子工程協同優化策略, 結合機器學習與原位表征技術, 建立電解液理性設計新范式,為高能量密度電池開發奠定科學基礎.

硫化物基固態鋰金屬電池負極界面工程的研究進展

魏君, 陳楠, 陳人杰

硫化物基固態鋰金屬電池因其高能量密度和優異的安全性而備受關注, 但負極界面不穩定性嚴重阻礙了其發展.本文系統討論了硫化物基固態鋰金屬電池中的失效機制對于負極界面惡化的影響, 并綜述了當前優化策略的研究進展, 為其相關研究提供更加全面的參考.

段瑩瑩, 梁一林, 陳俊超, 張果泰, 吳藝弘, 湯衛平, 孫淑英

本文系統綜述復合固態電解質研究進展, 聚焦多相協同設計突破單獨單組分材料局限. 主要介紹填充結構(填料形態離子滲流路徑)、層狀結構(分區適配電極)兩類結構, 協同解決高離子電導率、機械強度與界面兼容性等核心問題. 展望了材料創新未來方向, 為全固態電池產業化提供理論支撐.

評述

動態鍵驅動的自修復聚合物電解質: 分子結構設計與表征分析

林文杰, 高強, 陳岱岱, 張峰華, 卞海林, 黃丹茹, 裴非, 黃云輝

動態鍵驅動的自愈合聚合物電解質(SHPEs)通過可逆動態鍵斷裂重組機制, 突破傳統聚合物電解質機械損傷修復與界面穩定的技術瓶頸. 本綜述旨在從動態鍵的分子結構設計和自修復表征分析技術兩方面出發, 為自修復聚合物電解質的設計和優化提供指導.

無機固態電解質中的晶格動力學行為

官朝紅, 蔡任宇, 余湛, 符予成, 歐陽潤昕, 朱虹

本文系統綜述了晶格動力學方法在無機固態電解質多性能協同設計中的研究進展. 晶格動力學從原子尺度揭示了穩定性與離子擴散的內在機制, 為實現協同性能提升提供了新途徑. 文章展望了機器學習輔助的晶格動力學研究,為電解質設計提供了創新思路.

孫德業, 胡磊, 張增奇, 韓鵬獻, 馬君, 董杉木, 崔光磊

硫化物固態電解質膜的制備技術對于加快實現全固態鋰電池的應用至關重要. 本文深入剖析了硫化物固態電解質膜的濕法和干法制備技術, 分析了兩種技術各自面臨的挑戰與解決策略, 并對兩種技術的發展方向進行了展望, 這為促進全固態電池發展提供了重要思路.

王楠, 趙寧, 郭向欣

本綜述聚焦于超薄固態電解質在高能量密度全固態鋰電池中的研究進展, 系統梳理了氧化物、硫化物及復合電解質三大體系的材料特性、制備工藝及界面優化策略, 分析電解質在性能提升與應用中的關鍵挑戰與發展趨勢, 為實現高能量密度固態電池的產業化提供參考.

任義, 李志勇, 付佳龍, 劉帥, 郭新

高安全性的固態電池被廣泛視為下一代能源存儲技術,全球主要國家和地區正加速推進其基礎研究與產業化進程.本文系統總結了聚合物基固態鋰離子電池的產業化進展, 深入分析核心技術難題及應對策略, 展望未來發展趨勢,旨在為新一代鋰電技術的創新與應用提供參考.

“2024年度中國科學十大進展”解讀

觀點

手性引力子模在分數量子霍爾效應中的實驗觀測

杜瑞瑞

本文介紹了南京大學團隊及其合作者在分數量子霍爾效應中實驗觀測到手性引力子模的突破性進展. 研究以砷化鎵量子阱為平臺, 利用極低溫強磁場下的共振非彈性偏振光散射技術, 揭示了手性引力子作為集體激發的新型準粒子. 這一發現不僅為量子引力子在凝聚態系統中的研究開辟了新路徑, 也為理解幾何在分數量子霍爾效應中的作用及其與廣義相對論和量子力學的統一提供了實驗依據.

基于聚結型能量轉換器的錒系輻射光伏微核電池

王殳凹, 馬余剛

微核電池憑借核衰變供能, 具有超長壽命與極強環境適應性, 是深空、深海等極端場景的理想微能源. 然而,傳統輻射光伏微核電池因“放射源-閃爍體-光伏電池”堆疊架構存在嚴重的能量自吸收問題, 導致轉換效率極低. 2024年, 我國科研團隊提出“聚結型能量轉換器”架構, 通過在分子級別耦合錒系核素與閃爍體, 從根本上抑制了自吸收效應. 該技術將衰變能轉化為光能的效率提升近8000倍, 并實現了創紀錄的總能量轉換效率.

香山科學會議專欄

觀點

冰巨星環繞探測任務設想

楊孟飛, 王赤, 高峰, 白梵露, 李暉, 王宇賢, 孟文沁, 王彤

冰巨星及其衛星蘊含著巨大的科學價值, 開展環繞探測將填補空間物理、空間天文和行星科學等方面的諸多空白,有助于解決太陽系形成與演化、宇宙起源和生命起源等重大基礎科學問題. 本文提出了可行的冰巨星環繞探測任務設想和亟需攻關的關鍵技術, 可為后續冰巨星環繞探測任務的論證工作提供有益的參考.

評述

生命科學

薛梓鑫, 杜春梅

鏈霉菌抗生素的合成過程受復雜調控網絡的控制. 本文系統梳理了AfsR-AfsS雙組分系統在不同鏈霉菌中調控抗生素合成的多種模式和分子機制. 從結構域構成出發,闡明了其參與抗生素合成、應激響應和分化發育等細胞過程的重要調控地位, 強調了靶向該系統通路可以提升特定抗生素的產量和發現新抗生素.

姚蘇宸, 單驥, 胡理, 呂雪靖

隨著人工智能的快速發展, 人機協作日益普及, 深刻改變了社會互動模式. 本文梳理合作研究的經典范式, 提出涵蓋策略構建、行為執行和結果評估與學習的三階段合作框架, 比較人際與人機合作在行為模式和機制上的異同,為優化人機協作提出多維建議.

醫學科學

徐苗苗, 閆冰, 劉穎, 王成碩

本文系統梳理空氣微塑料的檢測方法及吸入暴露特征, 揭示不同類別微塑料對呼吸系統過敏性疾病的多重影響.重點解析其對氣道屏障破壞、炎癥激活、免疫細胞功能及鼻腔微生物群調控的作用機制, 為理解致敏過程與指導環境健康防控提供科學依據.

論文

醫學科學

馬歡歡, 王紅娟, 陳歡, 侯宏衛, 胡清源

該研究借助DSS誘導的小鼠結腸炎模型, 揭示了煙堿和槲皮素組合的作用機制: (1) 逆轉臨床和組織病理學損傷;(2) 通過改善腸道菌群-代謝物軸, 豐富有益菌群、抑制促炎菌群, 并部分恢復短鏈脂肪酸水平; (3)通過上調ZO-1/MUC2表達, 增強腸屏障完整性; (4) 主要抑制PI3K/AKT和NF-κB信號通路, 顯著緩解潰瘍性結腸炎.

整合多腫瘤生物標志物速度分析和機器學習的肺結節惡性轉化早期檢測: 一項中國人群的大隊列研究

劉銘濤, 劉雨婷, 胡海圣, 程章愷, 鄭月影, 廖慧昭, 方艷婷, 王清, 劉思彤, 潘慶軍, 鄭佩燕, 孫寶清

本研究整合多腫瘤生物標志物速度分析與機器學習, 在中國12459人的大隊列中開發了生物標志物速度指數(BVI).BVI通過動態監測血清標志物變化, 較傳統靜態方法提前5.8個月識別肺結節惡性轉化(AUC0.892), 聯合兩階段算法可提升敏感性至95.8%, 減少不必要檢查, 為肺癌早期篩查提供創新動態框架.

材料科學與工程

簡易可控合成中空多孔Co3O4/CeO2納米籠作為p-n結雜化材料以增強CO氣敏性

蘇琳琳, 何楊, 劉杭松, 盧龍, 陳超, 徐敏, 楊剛, 龍琭璐

面向工業廢氣與密閉空間CO監測需求, 本研究采用ZIF-67模板法簡易制備中空多孔p-n異質結Co3O4/CeO2材料.該策略同步實現形貌構筑與異質結優化, 突破傳統半導體傳感器性能瓶頸. 所獲材料憑借中空結構加速氣體擴散與精準調控的p-n協同效應, 顯著提升CO響應靈敏度, 為高性能金屬氧化物傳感器設計提供了新思路

《科學通報》是中國科學院主管、中國科學院和國家自然科學基金委員會共同主辦的綜合性中文學術期刊，致力于快速報道自然科學各學科基礎理論和應用研究的最新研究動態、消息、進展, 點評研究動態和學科發展趨勢。

• 旬刊，每10天出版1期；

• 欄目：進展、評述、快訊、論文、觀點、科技前沿、科學訪談、亮點述評、悅讀科學等；

• 中國科學院文獻情報中心分區表綜合性大類1區TOP期刊；

• 中國科技期刊卓越行動計劃領軍期刊；

• 《中國科技論文與引文數據庫》和《中國科學引文數據庫》的源期刊，同時被EI、ESCI和Scopus等收錄；

• 期刊官網：http://csb.scichina.com.

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